Nghiên cứu giải pháp đồng bộ dữ liệu ngược áp dụng cho việc quản trị cây thư mục bằng OpenLap

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI Nghiên cứu giải pháp đồng bộ dữ liệu ngược áp dụng cho việc quản trị cây thư mục bằn

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

Nghiên cứu giải pháp đồng bộ dữ liệu ngược áp dụng cho việc quản

trị cây thư mục bằng OpenLdap

Cơ quan chủ trì đề tài: Trung tâm hợp tác công nghệ Việt - Hàn Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Quang Hải

9375

HÀ NỘI - 2010

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

Nghiên cứu giải pháp đồng bộ dữ liệu ngược áp dụng cho việc quản

trị cây thư mục bằng OpenLdap

Chủ nhiệm đề tài

ThS Nguyễn Quang Hải

Cơ quan chủ trì đề tài:

Trung tâm hợp tác công nghệ Việt - Hàn

Bộ Khoa học và Công nghệ

MỤC LỤC

MỤC LỤC iii

CÁC HÌNH VẼ v

GIỚI THIỆU 1

PHẦN 1 MỞ ĐẦU 3

Sự hình thành đề tài 3

Các vấn đề phát sinh 3

Mục tiêu, đối tượng, tính cấp thiết, phạm vi nghiên cứu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn 4

Mục tiêu của đề tài 4

Đối tượng 4

Tính cấp thiết 4

Phạm vi nghiên cứu 4

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 4

Tình hình nghiên cứu, phân tích, đánh giá các công trình đã có trong và ngoài nước 4

PHẦN 2 NỘI DUNG THỰC HIỆN 6

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ LDAP 6

Giới thiệu về LDAP 6

Ứng dụng LDAP trong thực tế 9

Tổ chức phần mềm OpenLDAP 9

Chương 2 CÁC GIẢI PHÁP ĐỒNG BỘ ĐÃ CÓ TRONG OPENLDAP 2.4 12

Giới thiệu 12

Slurpd và mô hình đồng bộ Master/Slave 12

SyncRep và mô hình đồng bộ Consumer/Provider 13

Chương 3: NHU CẦU ĐỒNG BỘ PHI ĐỐI XỨNG 20

Nhu cầu thực tế 20

Xây dựng khái niệm đồng bộ phi đối xứng 22

Phân loại dữ liệu có trong thực tế hoạt động 23

Phân quyền trên vùng dữ liệu 24

Quản lý quyền cập nhật 24

Nhận xét 25

iv

Thiết lập kết nối, phát hiện và xử lý xung đột có thể xảy ra trong đồng bộ

phi đối xứng 27

An ninh trong đồng bộ phi đối xứng 30

Chương 4: TÍCH HỢP GIẢI PHÁP ĐỒNG BỘ PHI ĐỐI XỨNG VÀO TRONG OpenLDAP 2.4 32

Lựa chọn hướng tiếp cận 32

Giải pháp 1: cơ chế quản lý đa cấp theo nhánh 33

Giải pháp 2: cơ chế multi-master syncrepl 34

Giải pháp 3: ứng dụng mdbsync 35

Thiết kế và thử nghiệm mdbsync 37

PHẦN 3 CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 38

PHẦN 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 40

Kết luận 40

Kiến nghị 40

Quản lý nhân sự và quyển hạn đăng nhập 40

Quản lý học sinh trên diện rộng 41

PHẦN 5 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

CÁC HÌNH VẼ

Hình 1 Quan hệ giữa LDAP và X.500 6

Hình 2 Ví dụ về Cây Thông tin Thư mục 8

Hình 3 Nhiều ứng dụng cùng sử dụng chung các thuộc tính của một thực thể 8 Hình 4 Ví dụ về kết nối LDAP với các dịch vụ trong DataCenter 9

Hình 5 Mô hình tổ chức của LDAP Server 9

Hình 6 Cơ chế hoạt động của slurpd 13

Hình 7: Hoạt động của Syncrepl trong chế độ kéo - “refreshOnly” 16

Hình 8: Hoạt động của Syncrepl trong chế độ đẩy - “refreshAndPersist” 17

Hình 9: Delta-Syncrepl 19

Hình 10: Tổ chức cây thông tin phân cấp 20

Hình 11: Tổ chức cập nhật thông tin trong mô hình phân cấp 21

Hình 12: Ví dụ về phân vùng dữ liệu 26

Hình 13: Phân quyền quản lý đa cấp 33

Hình 14: Multi-master Syncrepl 34

Hình 15: Mô hình hoạt động của MDBSync 36

Hình 16: MDBSync trong mô hình đa cấp 37

Hà nội, ngày tháng năm 2010

BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I THÔNG TIN CHUNG

1 Tên đề tài/dự án:

“Nghiên cứu giải pháp đồng bộ dữ liệu ngược áp dụng cho việc quản trị

cây thư mục bằng OpenLdap”

Thuộc lĩnh vực: công nghệ thông tin

2 Chủ nhiệm đề tài/dự án:

Họ và tên: NGUYỄN QUANG HẢI

Ngày, tháng, năm sinh: 07-5-1967 Nam/ Nữ: Nam

Học hàm, học vị: Thạc sĩ kỹ thuật

Chức danh khoa học: nghiên cứu viên Chức vụ Phó giám đốc

Điện thoại: Tổ chức: (04)3933 1763 Nhà riêng: (04) 38523

Địa chỉ tổ chức: 25 Lê Thánh Tông, Hoàn Kiếm, Hà Nội, Việt Nam

Địa chỉ nhà riêng: 278 tổ 81A, Kim Liên, Đống Đa, Hà Nội, Việt

Website:

Địa chỉ: 25 Lê Thánh Tông, Hoàn Kiếm, Hà Nội, Việt Nam

Họ và tên thủ trưởng tổ chức: Trần Hồng Sơn

Số tài khoản: 301.01.004.1

Ngân hàng: KBNN Quận Hoàn Kiếm Hà Nội

Tên cơ quan chủ quản đề tài: Viện Ứng dụng Công nghệ

Điện thoại: (04) 3933 3389 Fax: (04) 3933 0267

E-mail: vanphongnacentech@vnn.vn

Website: http://www.nacentech.vn/

Địa chỉ: 25 Lê Thánh Tông, Hoàn Kiếm, Hà Nội

Họ và tên thủ trưởng tổ chức: Trần Xuân Hồng

Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Khoa học và Công nghệ

II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1 Thời gian thực hiện đề tài/dự án:

- Theo Hợp đồng đã ký kết số 12/HĐ/ĐT ngày 12/8/2009: từ tháng 7

năm 2009 đến tháng 6 năm 2010

- Thực tế thực hiện: từ từ tháng 7 năm 2009 đến tháng 6 năm 2012

- Được gia hạn (nếu có):

- CV số 08/CNVH, ngày 28/3/2012 giải trình về việc chậm tiến độ đề tài

Đối với đề tài:

- Lý do thay đổi (nếu có):

3 Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:

Số

TT

Số, thời gian ban

ngày 23/12/2010 Quyết định “về việc thành lập HĐ KHCN và tổ chuyên

gia đánh giá nghiệm thu cấp

cơ sở đề tài cấp bộ

5 ngày 27/12/2010 Biên bản nghiệm thu cấp cơ sở

v

4 Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án:

5 Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án:

(Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không

quá 10 người kể cả chủ nhiệm)

Nội dung tham gia chính

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

1 Nguyễn Quang

Hải

Nguyễn Quang Hải

Tổng hợp, thiết

kế, viết báo cáo tổng thuật,

Báo cáo tổng hợp

2 Ngô Tố Nhiên Ngô Tố Nhiên Dự án phần

mềm Module phần mềm

3 Trần Hải Âu Trần Hải Âu Biên dịch, tổng

hợp tài liệu kỹ thuật

Tài liệu hướng dẫn kỹ thuật

4 Trần Mạnh Hiền Trần Mạnh Hiền Dự án phần

mềm, coding

Module phần mềm

5 Lương Duy Hiếu Lương Duy

Hiếu mềm, coding Dự án phần Module phần mềm

6 Bùi Ngọc Tú Bùi Ngọc Tú Biên dịch tài

liệu, thử chương trình

Biên dịch và thử nghiệm phần mềm

6 Tình hình hợp tác quốc tế:

7 Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:

8 Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

(Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra

khảo sát trong nước và nước ngoài)

hoạch đạt được

Nội dung 1

1 Nghiên cứu mô hình hoạt động

của cây thông tin thư mục (DIT)

Nghiên cứu tài liệu về X.500,

LDAP và các chuẩn tương ứng

Đánh giá khả năng ứng dựng cây

thông tin thư mục trong mô hình

quản lý cây thông tin DIT phân

cấp

Đề xuất một mô hình ứng dụng

cây thư mục trong vấn đề quản lý

thông tin cấu hình và hoạt động

của một hệ thống phân cấp cụ thể

với nền tảng là OpenLDAP 2.4

07/2009 đến 12/2009

07/2009 đến 12/2009

Nhóm đề tài

2 Đánh giá ưu điểm và hạn chế của

cơ chế đồng bộ dạng Master/Slave

và Provider/Consumer trong việc

đồng bộ dữ liệu phân cấp Đề xuất

các tiêu chí cấn thiết cho việc

đồng bộ dữ liệu ngược cho ứng

dụng OpenLDAP 2.4

07/2009 đến 12/2009

07/2009 đến 12/2009

Nhóm đề tài

Nội dung 2

3 Phân tích các khả năng xung đột

trong quá trình đồng bộ và cập

nhật ngược cây thông tin đa cấp

Nghiên cứu các giải pháp giải

quyết xung đột, quản lý quyền

truy cập trong mô hình đồng bộ dữ

liệu ngược

Xây dựng “giải pháp khả thi” cho

mô hình tổ chức và đồng bộ dữ

ngược cho cây thông tin đa cấp

được quản lý bởi OpenLDAP 2.4

07/2009 đến 12/2009

07/2009 đến 12/2009

Nhóm đề tài

Nội dung 3

4 Xây dựng, triển khai mô hình ứng

dụng OpenLDAP 2.4 trong việc

quản trị cây thông tin thư mục

phân cấp

Xây dựng triển khai module quản

trị ACL cho hệ thống đồng bộ

ngược của OpenLDAP

Xây dựng module chiết xuất thay

10/2009 đến 02/2010

10/2009 đến 03/2010

Nhóm đề tài

vii

đổi về cấu trúc cây thông tin và

xác lập cơ chế đồng bộ cho máy

chủ cục bộ

Xây dựng module chiết xuất thay

đổi về dữ liệu và xác lập cơ chế

đồng bộ cho máy chủ cục bộ

5 Xây dựng và thử nghiệm module

gửi và đồng bộ cấu trúc cây thông

tin (bao gồm kết nối, xác thực, lưu

nhật ký sửa đổi, ) giữa các máy

chủ không đồng cấp

Xây dựng và thử nghiệm module

gửi và đồng bộ dữ liệu (bao gồm

kết nối, xác thực, lưu nhật ký sửa

đổi, ) giữa các máy chủ không

02/2010 đến 06/2010

06/2010 đến 11/2010

Nhóm đề tài

III SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

b) Sản phẩm Dạng II: phần mềm máy tính và báo cáo phân tích

Yêu cầu khoa học cần đạt

bộ dữ ngược cho cây

thông tin đa cấp được

quản lý bởi OpenLDAP

2.4

ứng dụng, trong

đó phải nêu rõ các đầu vào, đầu

ra, các tác nhân, các quan hệ và luồng thông tin cần xử lý

sử dụng bộ phần mềm MDBSync

2 Các module phần mềm

phục vụ chức năng đồng

bộ ngược trong mô hình

cây thông tin phân cấp

Các module phải được tích hợp và hoạt động ổn định trên nền Linux và OpenLDAP 2.4

Phần mềm (bao gồm mã nguồn và

mã biên dịch) được đóng gói trong đĩa CD kèm hướng dẫn cài đặt

Các module và hướng dẫn sử dụng được đóng gói trong đĩa CD (chạy trên nền Linux + Ldap 2.4)

e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế

Kết quả

sơ bộ

1

2

2 Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại:

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

(Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình

độ công nghệ so với khu vực và thế giới…)

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:

(Nêu rõ hiệu quả làm lợi tính bằng tiền dự kiến do đề tài, dự án tạo ra so với

các sản phẩm cùng loại trên thị trường…)

Ghi chú

(Tóm tắt kết quả, kết luận chính, người chủ trì…)

đề tài ở cấp cao hơn

GIỚI THIỆU

Đề tài khoa học “Nghiên cứu giải pháp đồng bộ dữ liệu ngược áp dụng cho

việc quản trị cây thư mục bằng OpenLdap” được triển khai tại Trung tâm hợp

tác công nghệ Việt - Hàn, thuộc Viện Ứng dụng Công nghệ Mục tiêu của đề

tài là: “nghiên cứu giải pháp đồng bộ ngược áp dụng cho hệ quản trị cây thư

mục OpenLdap phiên bản 2.4” Cụ thể, chúng ta cần phải xây dựng một cơ chế

hỗ trợ việc cập nhật cây thông tin LDAP từ nhiều nguồn theo mô hình phân cấp

và cơ chế này phải tương thích hoàn toàn với hoạt động nền tảng của hệ phần

mềm OpenLDAP 2.4 Để hoàn thành mục tiêu trên, nhóm nghiên cứu đã tiến

hành phân tích cơ chế hoạt động của LDAP, mô hình ứng dụng trong

OpenLDAP; Nhóm đặc biệt quan tâm đến các cơ chế trao đổi thông tin, đồng

bộ dữ liệu, tạo bản sao đã có trong OpenLDAP 2.4 Sau khi phân tích, đánh giá,

cuối cùng nhóm đã tiến hành xây dựng phương án khả thi, phát triển ứng dụng

MDBSYNC cho giải pháp đồng bộ ngược và thử nghiệm trong thực tế

Với tiêu chí tận dụng tối đa các tính năng có sẵn của phần mềm gốc

(OpenLDAP), nhóm đã lựa chọn cách tiếp cận xây dựng chương trình hỗ trợ

đồng bộ MdbSync dưới dạng module độc lập, kết nối với phần mềm gốc qua

giao thức chuẩn; Các tác vụ xử lý như đồng bộ, tạo bản sao, quản lý quyền truy

cập, được xử lý dựa trên tính năng sẵn có của phần mềm gốc Cách tiếp cận

này cho phép phần mềm hỗ trợ được xây dựng khá độc lập với phần mềm gốc,

do đó đẩy nhanh được tiến độ phát triển Kết thúc quá trình phát triển phần

mềm, nhóm nghiên cứu cũng đã tiến hành thử nghiệm các mô hình đồng bộ

trong phạm vi phòng thí nghiệm Các thao tác kiểm tra này đã được tích hợp lại

trong các gói scripts để việc thử nghiệm có thể thực hiện được nhiều lần một

cách dễ dàng hơn

Báo cáo của đề tài được tổ chức theo trình tự sau đây

Phần 1: Mở đầu, giới thiệu về xuất xứ và các nội dung khoa học cần đạt được

liên quan đến đền tài

Phần 2: Nội dung khoa học đã thực hiện, gồm các chương sau đây:

Chương 1 Tổng quan về LDAP và khả năng ứng dụng LDAP trong

thực tế Nhu cầu phát triển mô hình đồng bộ ngược cho cây thư mục

LDAP

Chương 2 Giới thiệu về các giải pháp đồng bộ trong OpenLDAP 2.4

Chương 3 Nhu cầu thực tế và các vấn đề liên quan đến mô hình đồng bộ

dữ liệu ngược

Chương 4: Các hướng tiếp cận để tìm kiếm giải pháp đồng bộ ngược và

lựa chọn cách thức xây dựng ứng dụng mbdsync;

Phần 3: Các kết qua đạt được

Phần 4: Kết luận và kiến nghị

Phần 5 Tài liệu tham khảo

Báo cáo tổng hợp 2010 2

Các báo cáo hỗ trợ của đề tài bao gồm:

• Tài liệu thiết kế kỹ thuật phần mềm MDBSYNC và các scripts thử

nghiệm đã được tự động hóa

• Hướng dẫn cài đặt và sử dụng OpenLDAP (phiên bản 2.4)

• Các phụ lục của đề tài

• Đĩa cài đặt phần mềm

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

Sự hình thành đề tài

Trong thời gian qua chúng tôi đã có điều kiện nghiên cứu các vấn đề liên quan

đến việc ứng dụng công nghệ thông tin vào lĩnh vực quản lý hành chính nhà

nước Một trong những vấn đề liên quan đến hạ tầng rất được quan tâm là việc

xây dựng một hệ thống ổn định, có tính mở để có thể hỗ trợ thành công cơ chế

đăng nhập một lần (Single Sign-On) cho nhiều nền tảng khác nhau Quá trình

tìm kiếm đó đã đưa chúng tôi tiếp cận với mô hình quản lý dữ liệu phân cấp

hình cây dựa trên nền LDAP, cụ thể hơn là OpenLDAP trên Linux và Active

Directory trên các hệ điều hành Microsoft Windows Qua tìm hiểu, chúng tôi

nhận thấy LDAP có nhiều tính năng rất phù hợp với mô hình quản lý đăng

nhập mở và tương thích với nhiều nền tảng khác nhau:

• LDAP là giao thức chuẩn được thu gọn từ X.500 và đã được phát triển

trên nhiều nền tảng khác nhau như Linux, BSD, SunOS, và Microsoft

Windows (với nhiều tên gọi khác nhau)

• Việc truy vấn và khai thác dữ liệu trên LDAP rất đơn giản và thuận tiện

vì mọi ứng dụng đều có thể kết nối với LDAP thông qua các hàm gọi

API chuẩn và thông tin có thể xây dựng dựa trên các giản đồ cơ bản đã

có sẵn; các giản đồ đặc thù có thể dễ dàng được phát triển và công bố để

sử dụng trên mọi nền tảng

• Tổ chức dữ liệu trong LDAP có tính mở; Giữa LDAP với mô hình dữ

liệu XML có sự tương đồng lớn nên việc xuất và nhập dữ liệu với hệ

thống CSDL khác rất thuận tiện

Trong thực tế chúng tôi đã tiến hành triển khai thử nghiện ứng dụng

OpenLDAP trong việc quản lý nguồn nhân lực của các đơn vị cấp huyện, thị,

sở, ban, ngành trực thuộc bộ máy quản lý hành chính của một tỉnh và thấy ứng

dụng LDAP hoàn toàn có thể đáp ứng được các nhu cầu thực tế trong phạm vi

mạng cục bộ

Các vấn đề phát sinh

Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, các hệ thống mạng tin học dần

được triển khai liên thông trên diện rộng từ cấp trung ương đến tỉnh/thành và

xuống đến cấp huyện/thị Đi kèm với việc mở rộng này các ứng dụng tác

nghiệp cũng được triển khai theo xu hướng hình thành một hệ thống mạng phân

cấp đa lớp nhưng vẫn phải đảm bảo được tính thống nhất về quyền hạn của

từng cá nhân tham gia hệ thống Với vai trò là phần mềm gốc chịu toàn bộ

Báo cáo tổng hợp 2010 4

được triển khai với một cơ chế đồng bộ và quản lý đồng bộ một cách phù hợp

và hiệu quả để có thể đáp ứng được nhu cầu đó Yêu cầu này đã làm nảy sinh

bài toán đồng bộ dữ liệu phi đối xứng giữa các cấp quản lý

Mục tiêu, đối tượng, tính cấp thiết, phạm vi nghiên cứu, ý

nghĩa khoa học và thực tiễn

Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu và xây dựng giải pháp đồng bộ ngược áp

dụng cho hệ quản trị cây thư mục OpenLdap phiên bản 2.4 qua đó giúp việc

quản trị và đồng bộ dữ liệu trong cây thư mục trên diện rộng được dễ dàng và

thuận tiện

Đối tượng

Đối tượng của đề tài là các vấn đề liên quan đến việc bảo đảm sự đồng nhất và

toàn vẹn dữ liệu của cây thư mục trên phạm vi mạng diện rộng đa cấp trên nền

OpenLDAP 2.4

Tính cấp thiết

Việc xây dựng và phát triển cơ chế đồng bộ ngược cho OpenLDAP 2.4 là rất

cần thiết trong việc xây dựng các hệ thống nền tảng hỗ trợ quản lý thông tin

xác thực và quyền truy cập đồng nhất trên diện rộng

Phạm vi nghiên cứu

Nội dung cơ bản bao gồm việc tiến hành nghiên cứu cơ chế hoạt động bên

trong của OpenLDAP; nghiên cứu cơ chế đồng bộ từ nhiều nguồn để đưa ra

hướng giải quyết thỏa đáng cho việc đồng bộ phi đối xứng; cuối cùng là tiến

hành lập trình và tích hợp các module cần thiết với phần mềm gốc

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Việc xây dựng thành công cơ chế đồng bộ ngược giúp cho hệ phần mềm

OpenLDAP được hoàn thiện hơn Chúng ta cũng có thể triển khai ứng dụng

OpenLDAP trong môi trường phân cấp phi đối xứng dễ dàng hơn

Tình hình nghiên cứu, phân tích, đánh giá các công trình đã có trong và

ngoài nước

Ở nước ngoài việc nghiên cứu về các hệ thống quản trị cây thông tin thư mục

(Directory Information Tree) đã được triển khai và áp dụng từ nhiều năm nay

Ứng dụng đầu tiên được phát triển dựa trên nền X.500 Phiên bản thu gọn của

X.500 là LDAP được phát triển dưới cả dạng thương phẩm cũng như nguồn

mở LDAP hiện nay được ứng dụng rất rộng rãi, và chúng ta có thể gặp ngay

trong các hệ điều hành của Microsoft Windows với tên gọi « Directory Service

– Dịch vụ thư mục » Các sản phẩm LDAP độc lập có thể kể đến OpenLDAP,

Sun LDAP,

Trong nước chúng ta mới chỉ gặp nhiều các ứng dụng CSDL quan hệ Các ứng

dụng liên quan đến hệ thống quản trị cây thông tin thư mục (DIT) chưa được

tìm hiểu và triển khai nhiều Các ứng dụng liên quan đến LDAP vẫn chỉ gặp

trong quy mô vừa và nhỏ, và triển khai tập trong phạm vi mạng cục bộ Các cây

thông tin theo mô hình đa cấp phân tán hầu như chưa phát triển